JPWO2006043302A1 - Moving body speed measurement system - Google Patents

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JPWO2006043302A1 JP2006542121A JP2006542121A JPWO2006043302A1 JP WO2006043302 A1 JPWO2006043302 A1 JP WO2006043302A1 JP 2006542121 A JP2006542121 A JP 2006542121A JP 2006542121 A JP2006542121 A JP 2006542121A JP WO2006043302 A1 JPWO2006043302 A1 JP WO2006043302A1
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豊蔵 加藤
豊蔵 加藤
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株式会社ニッコー
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    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63HTOYS, e.g. TOPS, DOLLS, HOOPS OR BUILDING BLOCKS
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    • A63H17/26Details; Accessories
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
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    • A63H30/00Remote-control arrangements specially adapted for toys, e.g. for toy vehicles
    • A63H30/02Electrical arrangements
    • A63H30/04Electrical arrangements using wireless transmission
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
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    • G01S11/00Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation
    • G01S11/14Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation using ultrasonic, sonic, or infrasonic waves

Abstract

特定周波数の超音波信号を生成して出力する超音波信号出力部を搭載した移動体と、出力された超音波信号を受信する超音波信号受信部と、前記超音波信号受信部で受信された前記超音波信号の周波数と前記特定周波数との差分を検出する検出部と、検出された差分信号とから前記移動体の速度を算出する算出部と、算出した結果を表示する表示部とを備える。A mobile body equipped with an ultrasonic signal output unit that generates and outputs an ultrasonic signal of a specific frequency, an ultrasonic signal receiving unit that receives the output ultrasonic signal, and the ultrasonic signal receiving unit A detection unit that detects a difference between the frequency of the ultrasonic signal and the specific frequency, a calculation unit that calculates the speed of the moving body from the detected difference signal, and a display unit that displays the calculated result. .

Description

本発明は、移動体測定システムに係り、低速度の移動体でも高精度に速度を測定可能な移動体測定システムに関する。   The present invention relates to a mobile body measurement system, and more particularly to a mobile body measurement system capable of measuring speed with high accuracy even with a low-speed mobile body.

本発明に関する現時点での技術水準をより十分に説明する目的で、本願で引用され或いは特定される特許、特許出願、特許公報、科学論文等の全てを、ここに、参照することでそれらの全ての説明を組入れる。   All patents, patent applications, patent gazettes, scientific papers, etc. cited or identified in this application are hereby incorporated by reference for the purpose of more fully explaining the current state of the art regarding the present invention. Include a description of

従来、ラジコンの自動車等の玩具の速度計測する速度測定方法は、2つのセンサを利用したものが一般的である。すなわち、所定の間隔で配置された2つの光線発生装置と、これらの光線を受信する光センサを配置し、この2つの光線を自動車が通過して光線同士の距離と光線を自動車が通過した時間差とから自動車通過時の速度を測定する方法である。この方法の場合、光線発生装置2個を別々に設置すると、光線発生装置間の距離を正確に設定して計測する必要がある。精度は計測精度に依存することとなる。   Conventionally, a speed measuring method for measuring the speed of a toy such as a radio controlled car generally uses two sensors. That is, two light generators arranged at a predetermined interval and an optical sensor that receives these light beams are arranged, and the time difference between the distance between the light beams and the time when the vehicle passes the light beams. Is a method of measuring the speed when passing the car. In the case of this method, if the two light generating devices are separately installed, it is necessary to accurately set and measure the distance between the light generating devices. The accuracy depends on the measurement accuracy.

また、各光線発生装置と光センサ結ぶ線、すなわち光線が通過する軌跡は互いに平行である必要があり、軌跡の長さも同一長でなければならない。   Further, the lines connecting the light beam generating devices and the optical sensors, that is, the trajectories through which the light beams pass must be parallel to each other, and the lengths of the trajectories must be the same.

さらに、自動車はこの光線の軌跡に対して垂直に通過する必要がある。すなわち、自動車の光線間を通過する距離が異なることにならからである。   In addition, the car must pass perpendicular to the ray trajectory. That is, if the distances passing between the rays of the car are different.

従って、光線を通過した時間で計測する方法は、精度の向上が難しく、測定準備に工数が発生し、測定設備等が大掛かりとなるという課題を有していた。   Therefore, the method of measuring by the time of passing the light beam has a problem that it is difficult to improve the accuracy, man-hours are required for measurement preparation, and the measuring equipment is large.

そこで、特許文献1のように、ゲート部材に予め移動体の検出手段を組み込んだ発明が提案されている。   Therefore, as in Patent Document 1, an invention has been proposed in which a moving body detection means is previously incorporated in a gate member.

しかしながら、精度の向上が難しく、測定準備に工数が発生という課題は、解決するものの測定設備等が大掛かりとなる課題が未解決である。さらに測定する自動車の形状や速度によって異なるゲートが必要となる等の課題が生じていた。   However, it is difficult to improve accuracy, and the problem that man-hours are required for measurement preparation has not been solved. Furthermore, problems such as the need for different gates depending on the shape and speed of the automobile to be measured have arisen.

一方、速度計測装置として広く使用されているものとして、スピードガンが挙げられる。スピードガンは、SHF帯の電磁波を発信し、移動体からの反射波と発信波とからドップラー効果により移動体の速度を算出するものである。特徴として、移動体の速度が一定速度以上であることが必要となる。例えば移動体の測定可能速度は時速1km/h以上500km/h以下等である。ラジコンの自動車のように1km/h未満では計測が難しい。   On the other hand, a speed gun is widely used as a speed measuring device. The speed gun transmits electromagnetic waves in the SHF band and calculates the speed of the moving body from the reflected wave and the transmitted wave from the moving body by the Doppler effect. As a feature, it is necessary that the speed of the moving body is a certain speed or more. For example, the measurable speed of the moving body is 1 km / h to 500 km / h. It is difficult to measure at less than 1 km / h like a radio controlled car.

また、移動体との距離も一定距離が必要である。具体的には6m〜1800mであり、ラジコンの自動車と操作者の距離のような至近距離で計測することは難しい。   Also, the distance from the moving body needs to be a certain distance. Specifically, it is 6 m to 1800 m, and it is difficult to measure at a close distance such as the distance between the radio controlled car and the operator.

さらに、計測対象についても小さい場合は、表面がボールのように一様な面であることが望ましい。従ってラジコンのような小型で表面形状が複雑な場合は誤測が発生し易い。   Furthermore, when the measurement object is small, it is desirable that the surface is a uniform surface like a ball. Therefore, erroneous measurement is likely to occur when the surface shape is small and complex, such as a radio control.

その上、スピードガンは、電磁波を放射させて反射させるため、電磁波に一定の出力が必要とされる。また、部品等のコストも必要となる。   In addition, since the speed gun radiates and reflects electromagnetic waves, a certain output is required for the electromagnetic waves. Moreover, the cost of components etc. is also required.

これに対して、特許文献2のように移動する電波発射源の電波を受信して移動速度を算出する速度測定システムが提案されているが、反射を使用しないため移動体の表面形状に左右される課題については解決されるものである。   On the other hand, a speed measuring system that receives radio waves from a moving radio wave emission source and calculates a moving speed as in Patent Document 2 has been proposed, but depends on the surface shape of the moving body because it does not use reflection. The problem to be solved is solved.

しかしながら、電磁波を使用するため速度や測定距離についての課題には十分な対応されていないものである。   However, since electromagnetic waves are used, the problems regarding speed and measurement distance are not sufficiently addressed.

特開平09−325155号公報JP 09-325155 A 特開2000−275334号公報JP 2000-275334 A

本発明は上記の課題を解決するためになされたものであって、その目的とすることは特定周波数の超音波信号を生成して出力する超音波信号出力部を搭載した移動体と、出力された超音波信号を受信する超音波信号受信部と、前記超音波信号受信部で受信された前記超音波信号の周波数と前記特定周波数との差分を検出する検出部と、検出された差分信号から前記移動体の速度を算出する算出部と、算出した結果を表示する表示部により、低速度の移動体でも高精度に速度を測定可能とすることにある。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and its object is to output a moving body equipped with an ultrasonic signal output unit that generates and outputs an ultrasonic signal of a specific frequency. An ultrasonic signal receiving unit that receives the ultrasonic signal, a detection unit that detects a difference between the frequency of the ultrasonic signal received by the ultrasonic signal receiving unit and the specific frequency, and a detected differential signal The speed of the moving body can be measured with high accuracy even with a low-speed moving body by the calculating section for calculating the speed of the moving body and the display section for displaying the calculated result.

他の目的は、特定周波数の超音波信号を生成して出力する超音波信号出力部を用いることで、1km/h未満の低速でも速度を容易に測定することが出来る。   Another object is to use an ultrasonic signal output unit that generates and outputs an ultrasonic signal having a specific frequency, so that the speed can be easily measured even at a low speed of less than 1 km / h.

また、前記超音波信号出力部を移動体に搭載したことにより直接波を利用するので出力部の負荷を減少させることにある。   Further, since the ultrasonic wave signal output unit is mounted on the moving body, a direct wave is used, so that the load on the output unit is reduced.

更に他の目的は、出力された超音波信号を受信する超音波信号受信部によって至近距離での測定を実施することにある。   Still another object is to perform measurement at a close distance by an ultrasonic signal receiving unit that receives the output ultrasonic signal.

その上、他の目的は、前記超音波信号受信部で受信された前記超音波信号の周波数と前記特定周波数との差分を検出する検出部によって、速度の測定を精度良く行なうことにある。   In addition, another object is to accurately measure the speed by a detection unit that detects a difference between the frequency of the ultrasonic signal received by the ultrasonic signal reception unit and the specific frequency.

そして他の目的は、検出された差分信号とから前記移動体の速度を算出する算出部は正確な速度が算出されることにある。   Another object is that the calculation unit that calculates the speed of the moving body from the detected difference signal calculates an accurate speed.

また他の目的は、算出した結果を表示する表示部により容易に速度を認識することにある。   Another object is to easily recognize the speed by a display unit that displays the calculated result.

更に他の目的は、前記超音波信号出力部は、特定周波数の信号を発信する送信用発信回路と信号増幅用電圧を昇圧させる昇圧回路と発振信号と昇圧された電圧で超音波センサを駆動させる超音波センサ駆動回路と超音波振動子を含む超音波センサ出力部とを備えることで、低電圧の電池であっても十分に振幅の大きな超音波を発生させることにある。   Still another object is that the ultrasonic signal output unit drives the ultrasonic sensor with a transmission circuit for transmitting a signal of a specific frequency, a booster circuit for boosting a signal amplification voltage, an oscillation signal, and the boosted voltage. By providing an ultrasonic sensor drive circuit and an ultrasonic sensor output unit including an ultrasonic transducer, an ultrasonic wave with sufficiently large amplitude is generated even with a low-voltage battery.

その上、他の目的は、前記送信用発振回路は、複数個設けられて選択手段によって任意の発振回路が前記超音波センサ駆動回路と接続されるように構成されることで、同時に複数の移動体が近接して走行しても同時に測定できるようにすることにある。   In addition, another object of the present invention is to provide a plurality of oscillation circuits for transmission so that an arbitrary oscillation circuit is connected to the ultrasonic sensor drive circuit by a selection means, so that a plurality of movement circuits can be moved simultaneously. It is to be able to measure at the same time even if the body runs close.

そして他の目的は、前記超音波信号受信部は、超音波振動子等からなる受波器を含む超音波センサ入力部と、受波器からの信号を増幅する増幅部とを備える微小な超音波信号も容易に検出可能とすることにある。   Another object of the present invention is that the ultrasonic signal receiving unit includes a micro ultrasonic sensor including an ultrasonic sensor input unit including a receiver including an ultrasonic transducer and an amplifying unit that amplifies a signal from the receiver. This is to make it possible to easily detect a sound wave signal.

また他の目的は、前記検出部は、特定周波数の信号を発生する受信用発振回路部と、前記特定周波数の信号と前記増幅部で増幅された信号とを混合する周波数差分抽出回路部と、周波数差分信号を選択的に透過させるローパスフィルタ部とを備えることで、必要な差分信号のみを抽出することにある。   Another object is that the detection unit includes a reception oscillation circuit unit that generates a signal of a specific frequency, a frequency difference extraction circuit unit that mixes the signal of the specific frequency and the signal amplified by the amplification unit, By providing a low-pass filter that selectively transmits the frequency difference signal, only a necessary difference signal is extracted.

更に他の目的は、前記受信用発振回路は、複数個設けられて選択手段によって任意の受信用発振回路が前記周波数差分抽出回路部と接続されるように構成されるので、送信周波数が変更されても対応が可能とすることにある。   Still another object is that a plurality of the reception oscillation circuits are provided and an arbitrary reception oscillation circuit is connected to the frequency difference extraction circuit unit by the selection means, so that the transmission frequency is changed. However, it is to be able to cope.

その上、他の目的は、前記算出部は、ローパスフィルタ部を通過した信号をサンプリングするサンプリング部とさらに特定の周波数帯域のみを通過させるバンドパスフィルタ部と、音速と特定周波数とバンドパスフィルタ部を通過した信号の周波数とから移動体の移動速度を算出する演算部とを備えることにより誤差のない測定が可能とすることにある。   In addition, another object of the present invention is to provide a sampling unit that samples a signal that has passed through the low-pass filter unit, a band-pass filter unit that passes only a specific frequency band, a sound speed, a specific frequency, and a band-pass filter unit. And an arithmetic unit that calculates the moving speed of the moving body from the frequency of the signal that has passed through the signal.

そして他の目的は、前記表示部は、前記演算部と接続されて表示駆動信号を生成する表示駆動部と、表示駆動信号を受けて映像を表示する表示板部とを備えることで、容易に速度の測定をすることにある。   Another object is that the display unit includes a display drive unit that is connected to the arithmetic unit and generates a display drive signal, and a display plate unit that receives the display drive signal and displays an image. It is to measure speed.

また他の目的は、前記移動体は、無線制御信号を受信して移動体を無線制御する無線操縦受信制御部が前記超音波センサ駆動回路と接続されることで本発明システムを無線制御可能とすることにある。   Another object of the present invention is that the mobile body can wirelessly control the system of the present invention by connecting a radio control reception control unit that receives a radio control signal and wirelessly controls the mobile body to the ultrasonic sensor driving circuit. There is to do.

更に他の目的は、前記無線操縦受信制御部は、無線制御信号を受信する空中線と無線制御信号を復調する受信部を介して接続されるとともに移動体を移動させる駆動部と接続されることで、本発明のシステムの超音波発生制御を可能にすることにある。   Still another object is that the radio control reception control unit is connected to an antenna that receives a radio control signal and a reception unit that demodulates the radio control signal and to a drive unit that moves a moving body. It is to enable ultrasonic generation control of the system of the present invention.

その上、他の目的は、前記演算部は、移動体を制御するための無線制御信号を送信する無線操縦送信制御部とさらに接続されることで、演算結果を無線操縦制御部に伝達することにある。   In addition, another object is to transmit the calculation result to the radio control unit by further connecting the calculation unit to a radio control transmission control unit that transmits a radio control signal for controlling the mobile body. It is in.

そして、他の目的は、前記無線操縦送信制御部は、さらに移動体を任意の状態に操作するための入力部と演算部より受信した情報を記憶する記憶部と制御信号を生成する送信部と接続され、前記送信部は空中線と接続されることにより、本システムにおける測定内容を移動体にフィードバック可能とすることにある。   Another object is that the radio control transmission control unit further includes an input unit for operating the moving body in an arbitrary state, a storage unit for storing information received from the calculation unit, and a transmission unit for generating a control signal. The transmitter is connected to the antenna, so that the measurement contents in the system can be fed back to the mobile body.

また他の目的は、前記超音波センサ出力部は、1以上の特定方向に指向性を有することで、指向性に左右されること無く精度の高い測定を可能とすることにある。   Another object of the present invention is to enable measurement with high accuracy without being influenced by directivity because the ultrasonic sensor output unit has directivity in one or more specific directions.

更に他の目的は、前記超音波センサ出力部は、特定方向への指向性を有しないことで、指向性に左右されること無く精度の高い測定を可能とすることにある。   Still another object is that the ultrasonic sensor output unit does not have directivity in a specific direction, thereby enabling highly accurate measurement without being influenced by directivity.

その上、他の目的は、移動体に搭載した超音波信号出力部が特定周波数の超音波信号を生成して出力し、出力された超音波信号を超音波信号受信部が受信すると、検出部が前記超音波信号受信部で受信された前記超音波信号の周波数と前記特定周波数との差分を検出し、算出部が検出された差分信号とから前記移動体の速度を算出し、表示部が算出した結果を表示することで、精度の高い測定を可能にすることにある。   In addition, another object is that the ultrasonic signal output unit mounted on the moving body generates and outputs an ultrasonic signal of a specific frequency, and when the ultrasonic signal receiving unit receives the output ultrasonic signal, the detection unit Detects the difference between the frequency of the ultrasonic signal received by the ultrasonic signal receiving unit and the specific frequency, the calculation unit calculates the speed of the moving body from the detected differential signal, and the display unit By displaying the calculated result, it is to enable highly accurate measurement.

そして、他の目的は、超音波信号出力部を無線操縦用の移動体に搭載し、超音波信号受信部と、検出部と、算出部と、表示部とを無線操縦用の送信機に搭載することを特徴とする無線操縦移動体玩具を提供することで無線操縦移動体玩具の正確な速度測定を可能にすることにある。   Another purpose is to mount an ultrasonic signal output unit on a mobile unit for radio control, and to mount an ultrasonic signal receiver, detection unit, calculation unit, and display unit on a radio control transmitter. An object of the present invention is to provide a radio-controlled mobile toy that is characterized in that it enables accurate speed measurement of the radio-controlled mobile toy.

本発明の主旨の第1の側面は、特定周波数の超音波信号を生成して出力する超音波信号出力部を搭載した移動体と、出力された超音波信号を受信する超音波信号受信部と、前記超音波信号受信部で受信された前記超音波信号の周波数と前記特定周波数との差分を検出する検出部と、検出された差分信号から前記移動体の速度を算出する算出部と、算出した結果を表示する表示部とを備える移動体速度測定システムを提供することにある。   A first aspect of the gist of the present invention is a mobile body equipped with an ultrasonic signal output unit that generates and outputs an ultrasonic signal of a specific frequency, an ultrasonic signal receiving unit that receives the output ultrasonic signal, and A detection unit that detects a difference between the frequency of the ultrasonic signal received by the ultrasonic signal reception unit and the specific frequency, a calculation unit that calculates the velocity of the moving body from the detected difference signal, and a calculation Another object of the present invention is to provide a moving body speed measurement system including a display unit for displaying the results.

また、前記超音波信号出力部は、特定周波数の信号を発信する送信用発信回路と信号増幅用電圧を昇圧させる昇圧回路と発振信号と昇圧された電圧で超音波センサを駆動させる超音波センサ駆動回路と超音波振動子を含む超音波センサ出力部とを備えるものである。   The ultrasonic signal output unit includes a transmission circuit for transmitting a signal having a specific frequency, a booster circuit for boosting a signal amplification voltage, and an ultrasonic sensor drive for driving the ultrasonic sensor with the oscillation signal and the boosted voltage. An ultrasonic sensor output unit including a circuit and an ultrasonic transducer is provided.

さらに、前記送信用発振回路は、複数個設けられて選択手段によって任意の発振回路が前記超音波センサ駆動回路と接続されるように構成されるものである。   Furthermore, a plurality of the oscillation circuits for transmission are provided, and an arbitrary oscillation circuit is connected to the ultrasonic sensor drive circuit by a selection unit.

その上、前記超音波信号受信部は、超音波振動子等からなる受波器を含む超音波センサ入力部と、受波器からの信号を増幅する増幅部とを備えるものである。   In addition, the ultrasonic signal receiving unit includes an ultrasonic sensor input unit including a receiver including an ultrasonic transducer and an amplifying unit that amplifies a signal from the receiver.

そして、前記検出部は、特定周波数の信号を発生する受信用発振回路部と前記特定周波数の信号と前記増幅部で増幅された信号とを混合する周波数差分抽出回路部と、周波数差分信号を選択的に透過させるローパスフィルタ部とを備えるものである。   The detection unit selects a reception difference circuit unit that generates a signal of a specific frequency, a frequency difference extraction circuit unit that mixes the signal of the specific frequency and the signal amplified by the amplification unit, and a frequency difference signal And a low-pass filter unit that transmits light.

加えて、前記受信用発振回路は、複数個設けられて選択手段によって任意の受信用発振回路が前記周波数差分抽出回路部と接続されるように構成されるものである。   In addition, a plurality of reception oscillation circuits are provided, and any reception oscillation circuit is connected to the frequency difference extraction circuit unit by a selection unit.

続いて、前記算出部は、ローパスフィルタ部を通過した信号をサンプリングするサンプリング部とさらに特定の周波数帯域のみを通過させるバンドパスフィルタ部と、音速と特定周波数とバンドパスフィルタ部を通過した信号の周波数とから移動体の移動速度を算出する演算部とを備えるものである。   Subsequently, the calculation unit includes a sampling unit that samples the signal that has passed through the low-pass filter unit, a band-pass filter unit that passes only a specific frequency band, and a sound speed, a specific frequency, and a signal that has passed through the band-pass filter unit. And a calculation unit that calculates the moving speed of the moving body from the frequency.

また、前記表示部は、前記演算部と接続されて表示駆動信号を生成する表示駆動部と、表示駆動信号を受けて映像を表示する表示板部とを備えるものである。   The display unit includes a display drive unit that is connected to the calculation unit and generates a display drive signal, and a display plate unit that receives the display drive signal and displays an image.

さらに、前記移動体は、無線制御信号を受信して移動体を無線制御する無線操縦受信制御部が前記超音波センサ駆動回路と接続されることを特徴とするものである。   Further, the mobile body is characterized in that a radio control reception control unit that receives a radio control signal and wirelessly controls the mobile body is connected to the ultrasonic sensor drive circuit.

その上、前記無線操縦受信制御部は、無線制御信号を受信する空中線と無線制御信号を復調する受信部を介して接続されるとともに移動体を移動させる駆動部と接続されるものである。   In addition, the radio control reception control unit is connected to an antenna that receives a radio control signal and a reception unit that demodulates the radio control signal and to a drive unit that moves the moving body.

そして、前記演算部は、移動体を制御するための無線制御信号を送信する無線操縦送信制御部とさらに接続されるものである。   And the said calculating part is further connected with the radio control transmission control part which transmits the radio | wireless control signal for controlling a moving body.

加えて、前記無線操縦送信制御部は、さらに移動体を任意の状態に操作するための入力部と演算部より受信した情報を記憶する記憶部と制御信号を生成する送信部と接続され、前記送信部は空中線と接続されるものである。   In addition, the radio control transmission control unit is further connected to an input unit for operating the mobile body in an arbitrary state, a storage unit that stores information received from the calculation unit, and a transmission unit that generates a control signal, The transmission unit is connected to the antenna.

続いて、前記超音波センサ出力部は、1以上の特定方向に指向性を有するものである。また、前記超音波センサ出力部は、特定方向への指向性を有しないものである。   Subsequently, the ultrasonic sensor output unit has directivity in one or more specific directions. Further, the ultrasonic sensor output unit does not have directivity in a specific direction.

本発明の主旨の第2の側面は、移動体に搭載した超音波信号出力部が特定周波数の超音波信号を生成して出力し、出力された超音波信号を超音波信号受信部が受信すると、検出部が前記超音波信号受信部で受信された前記超音波信号の周波数と前記特定周波数との差分を検出し、算出部が検出された差分信号とから前記移動体の速度を算出し、表示部が算出した結果を表示する移動体速度測定方法である。   A second aspect of the gist of the present invention is that an ultrasonic signal output unit mounted on a moving body generates and outputs an ultrasonic signal having a specific frequency, and the ultrasonic signal receiving unit receives the output ultrasonic signal. The detection unit detects the difference between the frequency of the ultrasonic signal received by the ultrasonic signal reception unit and the specific frequency, and the calculation unit calculates the speed of the moving body from the detected difference signal, It is a moving body speed measuring method which displays the result which a display part computed.

本発明の主旨の第3の側面は、超音波信号出力部を無線操縦用の移動体に搭載し、超音波信号受信部と、検出部と、算出部と、表示部とを無線操縦用の送信機に搭載することを特徴とする無線操縦移動体玩具である。   A third aspect of the gist of the present invention is that an ultrasonic signal output unit is mounted on a mobile body for radio control, and an ultrasonic signal reception unit, a detection unit, a calculation unit, and a display unit are provided for radio control. A radio-controlled mobile toy that is mounted on a transmitter.

本発明は上記のように特定周波数の超音波信号を生成して出力する超音波信号出力部を搭載した移動体と、出力された超音波信号を受信する超音波信号受信部と、前記超音波信号受信部で受信された前記超音波信号の周波数と前記特定周波数との差分を検出する検出部と、検出された差分信号とから前記移動体の速度を算出する算出部と、算出した結果を表示する表示部とを備えたので、低速度の移動体でも高精度に速度を測定可能という効果がある。   The present invention includes a moving body equipped with an ultrasonic signal output unit that generates and outputs an ultrasonic signal of a specific frequency as described above, an ultrasonic signal receiving unit that receives the output ultrasonic signal, and the ultrasonic wave A detection unit that detects a difference between the frequency of the ultrasonic signal received by the signal reception unit and the specific frequency, a calculation unit that calculates the speed of the moving body from the detected difference signal, and a calculation result Since the display unit for displaying is provided, there is an effect that even a low-speed moving body can measure the speed with high accuracy.

また、本発明に係る超音波ドップラーを利用した速度測定において、超音波の送信と、超音波の受信とを機構として分離したことによりシステム全体としてコンパクトとなり、誤差要因である長さ計測精度や走行位置精度が要求されないため、計測が高精度となった。さらに構成がコンパクトであるため、製造工数や材料の点で安価に実現可能と安価となった。   Further, in the speed measurement using the ultrasonic Doppler according to the present invention, the transmission of the ultrasonic wave and the reception of the ultrasonic wave are separated as a mechanism, so that the entire system becomes compact, and the length measurement accuracy and the running which are error factors are reduced. Because the position accuracy is not required, the measurement is highly accurate. Furthermore, since the configuration is compact, it has become inexpensive and feasible in terms of manufacturing man-hours and materials.

また、測定が受信機を送信機に向けるだけと単純な方法で実現できるので、不必要な長さの計測、位置の設定がないため高精度な測定が可能である。   Further, since measurement can be realized by a simple method simply by directing the receiver to the transmitter, measurement with high accuracy is possible because there is no unnecessary length measurement and position setting.

また、直接波で検出するため、送信機が低出力であり、回路が簡単であり、製造工数や部品材料が安価となる。   In addition, since direct wave detection is performed, the transmitter has a low output, the circuit is simple, and the manufacturing man-hours and parts materials are inexpensive.

さらに超音波を移動体に対して反射させずに、被測定物から信号が出力されているので、被測定物の反射面の形状や大きさに左右されることが無いため測定精度が向上する。   Further, since the signal is output from the object to be measured without reflecting the ultrasonic wave to the moving body, the measurement accuracy is improved because it is not affected by the shape or size of the reflecting surface of the object to be measured. .

特定周波数の超音波信号を生成して出力する超音波信号出力部を設けたので、1km/h未満の低速でも速度を容易に測定することが出来るという効果がある。   Since an ultrasonic signal output unit that generates and outputs an ultrasonic signal of a specific frequency is provided, there is an effect that the speed can be easily measured even at a low speed of less than 1 km / h.

また、前記超音波信号出力部を移動体に搭載したので、直接波を利用するので出力部の負荷を減少させるという効果がある。   In addition, since the ultrasonic signal output unit is mounted on the moving body, since the direct wave is used, there is an effect that the load on the output unit is reduced.

更に、出力された超音波信号を受信する超音波信号受信部を設けたので、至近距離での測定を実施するという効果がある。   Furthermore, since the ultrasonic signal receiving unit for receiving the output ultrasonic signal is provided, there is an effect of performing measurement at a close distance.

その上、前記超音波信号受信部で受信された前記超音波信号の周波数と前記特定周波数との差分を検出する検出部を設けたので、速度の測定を精度良く行なうという効果がある。   In addition, since the detection unit for detecting the difference between the frequency of the ultrasonic signal received by the ultrasonic signal reception unit and the specific frequency is provided, there is an effect that the speed is measured with high accuracy.

そして、検出された差分信号とから前記移動体の速度を算出する算出部を設けたので、正確な速度が算出されるという効果がある。   And since the calculation part which calculates the speed of the said mobile body from the detected difference signal was provided, there exists an effect that an exact speed is calculated.

また、算出した結果を表示する表示部を設けたので、容易に速度を認識するという効果がある。   Moreover, since the display part which displays the calculated result was provided, there exists an effect that speed is recognized easily.

更に、前記超音波信号出力部は、特定周波数の信号を発信する送信用発信回路と信号増幅用電圧を昇圧させる昇圧回路と発振信号と昇圧された電圧で超音波センサを駆動させる超音波センサ駆動回路と超音波振動子を含む超音波センサ出力部とを設けたので、低電圧の電池であっても十分に振幅の大きな超音波を発生させるという効果がある。   Furthermore, the ultrasonic signal output unit includes a transmission circuit for transmitting a signal having a specific frequency, a booster circuit for boosting a signal amplification voltage, and an ultrasonic sensor drive for driving the ultrasonic sensor with the oscillation signal and the boosted voltage. Since the circuit and the ultrasonic sensor output unit including the ultrasonic transducer are provided, there is an effect that an ultrasonic wave having a sufficiently large amplitude is generated even with a low-voltage battery.

その上、前記送信用発振回路は、複数個設けられて選択手段によって任意の発振回路が前記超音波センサ駆動回路と接続されるように構成されたので、同時に複数の移動体が近接して走行しても同時に測定するという効果がある。   In addition, since a plurality of oscillation circuits for transmission are provided and an arbitrary oscillation circuit is connected to the ultrasonic sensor drive circuit by the selection means, a plurality of moving bodies can be moved close to each other at the same time. Even if it is effective at the same time.

そして、前記超音波信号受信部は、超音波振動子等からなる受波器を含む超音波センサ入力部と、受波器からの信号を増幅する増幅部とを設けたので、微小な超音波信号も容易に検出可能とするという効果がある。   Since the ultrasonic signal receiving unit includes an ultrasonic sensor input unit including a receiver including an ultrasonic transducer and an amplifying unit that amplifies a signal from the receiver, a minute ultrasonic wave is provided. There is an effect that signals can be easily detected.

また、前記検出部は、特定周波数の信号を発生する受信用発振回路部と、前記特定周波数の信号と前記増幅部で増幅された信号とを混合する周波数差分抽出回路部と、周波数差分信号を選択的に透過させるローパスフィルタ部とを設けたので、必要な差分信号のみを抽出するという効果がある。   The detection unit includes a reception oscillation circuit unit that generates a signal of a specific frequency, a frequency difference extraction circuit unit that mixes the signal of the specific frequency and the signal amplified by the amplification unit, and a frequency difference signal Since the low-pass filter unit that selectively transmits light is provided, there is an effect that only a necessary differential signal is extracted.

更に、前記受信用発振回路は、複数個設けられて選択手段によって任意の受信用発振回路が前記周波数差分抽出回路部と接続されるように構成されたので、送信周波数が変更されても対応が可能とするという効果がある。   Furthermore, a plurality of reception oscillation circuits are provided, and any reception oscillation circuit is connected to the frequency difference extraction circuit section by the selection means, so that it is possible to cope with changes in transmission frequency. It has the effect of making it possible.

その上、前記算出部は、ローパスフィルタ部を通過した信号をサンプリングするサンプリング部とさらに特定の周波数帯域のみを通過させるバンドパスフィルタ部と、音速と特定周波数とバンドパスフィルタ部を通過した信号の周波数とから移動体の移動速度を算出する演算部とを設けたので、誤差のない測定が可能という効果がある。   In addition, the calculation unit includes a sampling unit that samples a signal that has passed through the low-pass filter unit, a band-pass filter unit that passes only a specific frequency band, a sound speed, a specific frequency, and a signal that has passed through the band-pass filter unit. Since the calculation unit for calculating the moving speed of the moving body from the frequency is provided, there is an effect that measurement without error is possible.

そして、前記表示部は、前記演算部と接続されて表示駆動信号を生成する表示駆動部と、表示駆動信号を受けて映像を表示する表示板部とを設けたので、容易に速度の測定をするという効果がある。   The display unit includes a display driving unit that is connected to the arithmetic unit and generates a display driving signal, and a display plate unit that receives the display driving signal and displays an image. There is an effect of doing.

また、前記移動体は、無線制御信号を受信して移動体を無線制御する無線操縦受信制御部が前記超音波センサ駆動回路と接続されたので、本発明システムを無線制御可能とすることができるという効果がある。   In addition, since the mobile control unit that receives the radio control signal and wirelessly controls the mobile unit is connected to the ultrasonic sensor drive circuit, the mobile unit can be wirelessly controlled. There is an effect.

更に、前記無線操縦受信制御部は、無線制御信号を受信する空中線と無線制御信号を復調する受信部を介して接続されるとともに移動体を移動させる駆動部と接続されたことで、本発明のシステムの超音波発生制御を可能にするという効果がある。   Further, the radio control reception control unit is connected to the antenna that receives the radio control signal and the reception unit that demodulates the radio control signal and is connected to the drive unit that moves the moving body. There is an effect of enabling the ultrasonic generation control of the system.

その上、前記演算部は、移動体を制御するための無線制御信号を送信する無線操縦送信制御部とさらに接続されたことで、演算結果を無線操縦制御部に伝達するという効果がある。   In addition, since the calculation unit is further connected to a radio control transmission control unit that transmits a radio control signal for controlling the mobile body, the calculation result is transmitted to the radio control unit.

そして、前記無線操縦送信制御部は、さらに移動体を任意の状態に操作するための入力部と演算部より受信した情報を記憶する記憶部と制御信号を生成する送信部と接続され、前記送信部は空中線と接続されたので、本システムにおける測定内容を移動体にフィードバック可能とするという効果を有する。   And the said radio control transmission control part is further connected with the memory | storage part which memorize | stores the information received from the input part and operation part for operating a moving body to arbitrary states, and the transmission part which produces | generates a control signal, and said transmission Since the unit is connected to the antenna, the measurement contents in the present system can be fed back to the moving body.

また、前記超音波センサ出力部は、1以上の特定方向に指向性を有するようにしたので、指向性に左右されること無く精度の高い測定を可能とするという効果がある。   Further, since the ultrasonic sensor output unit has directivity in one or more specific directions, there is an effect that measurement with high accuracy is possible without being influenced by directivity.

更に、前記超音波センサ出力部は、特定方向への指向性を有しないことで、指向性に左右されること無く精度の高い測定を可能とするという効果がある。   Further, since the ultrasonic sensor output unit does not have directivity in a specific direction, there is an effect that measurement with high accuracy is possible without being influenced by directivity.

その上、本発明は、移動体に搭載した超音波信号出力部が特定周波数の超音波信号を生成して出力し、出力された超音波信号を超音波信号受信部が受信すると、検出部が前記超音波信号受信部で受信された前記超音波信号の周波数と前記特定周波数との差分を検出し、算出部が検出された差分信号とから前記移動体の速度を算出し、表示部が算出した結果を表示するので、精度の高い測定を可能にするという効果がある。   In addition, according to the present invention, when the ultrasonic signal output unit mounted on the moving body generates and outputs an ultrasonic signal of a specific frequency, and the ultrasonic signal receiving unit receives the output ultrasonic signal, the detection unit The difference between the frequency of the ultrasonic signal received by the ultrasonic signal receiving unit and the specific frequency is detected, the velocity of the moving body is calculated from the detected difference signal, and the display unit calculates Since the result is displayed, there is an effect of enabling highly accurate measurement.

そして、本発明は超音波信号出力部を無線操縦用の移動体に搭載し、超音波信号受信部と、検出部と、算出部と、表示部とを無線操縦用の送信機に搭載することを特徴とする無線操縦移動体玩具を提供したので、無線操縦移動体玩具の正確な速度測定が可能になるという効果がある。   And this invention mounts an ultrasonic signal output part in the mobile body for radio control, and mounts an ultrasonic signal receiving part, a detection part, a calculation part, and a display part in the transmitter for radio control. Since the wirelessly controlled mobile toy characterized by the above is provided, it is possible to accurately measure the speed of the wirelessly controlled mobile toy.

以下本発明を図面に示す実施例に基づいて説明する。   Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments shown in the drawings.

(第1の実施の形態)
本発明に係る移動体速度測定システムの概念図を図1A、1B,1Cに示す。図1Aは、本発明に係る移動体速度測定システムにおける移動体の側面図を示す。移動体である自動車玩具2の上部に本発明に係る移動体速度測定システムにおける超音波信号出力部4が自動車玩具2の屋根部に前方に超音波が放出されるように搭載されている。
(First embodiment)
1A, 1B, and 1C are conceptual diagrams of a moving body speed measurement system according to the present invention. FIG. 1A shows a side view of a moving body in a moving body speed measurement system according to the present invention. The ultrasonic signal output unit 4 in the moving body speed measurement system according to the present invention is mounted on the top of the automobile toy 2 that is a moving body so that ultrasonic waves are emitted forward to the roof of the automobile toy 2.

一方、図1Bは本発明に係る動体速度測定システムの受信部6の側面図を示す。受信部6は前記超音波を受信し速度を算出する本体8と、本体8から傾斜して突設される把持部10の接続部分近傍に受信を開始するトリガー12が設けられる。   On the other hand, FIG. 1B shows a side view of the receiving unit 6 of the moving body speed measurement system according to the present invention. The receiving unit 6 is provided with a main body 8 that receives the ultrasonic waves and calculates a velocity, and a trigger 12 that starts reception in the vicinity of a connecting portion of the gripping unit 10 that is inclined and protrudes from the main body 8.

図1Cは、本発明に係る動体速度測定システムの操作板14の正面図を示す。本体8の正面には超音波受信部が設けられ、一方正面に対する裏面に操作板14が設けられる。操作板14には、計測した速度を表示する速度表示板16と速度単位を切替るための速度単位切替スイッチ18等が設けられる。   FIG. 1C shows a front view of the operation plate 14 of the moving body speed measurement system according to the present invention. An ultrasonic receiving unit is provided on the front surface of the main body 8, and an operation plate 14 is provided on the back surface with respect to the front surface. The operation plate 14 is provided with a speed display plate 16 for displaying the measured speed, a speed unit changeover switch 18 for switching speed units, and the like.

さらに、図1Dと図1Eとを用いて図1Dに超音波信号出力部4のブロックダイヤグラムを示し、図1Eに受信部6のブロックダイヤグラムを示す。   Further, using FIG. 1D and FIG. 1E, FIG. 1D shows a block diagram of the ultrasonic signal output unit 4, and FIG. 1E shows a block diagram of the reception unit 6.

本発明に係る移動体速度測定システムは、移動体2と、超音波信号出力部4と、超音波信号受信部20と、検出部22と、算出部24と、表示部26とからなり、移動体2は超音波信号出力部4を搭載し、超音波信号出力部4は38KHzの超音波信号を生成して出力するよう構成される。超音波信号受信部20は出力された超音波信号を受信するよう構成される。検出部22は、前記超音波信号受信部20で受信された前記超音波信号の周波数と前記特定周波数との差分を検出する。算出部24は検出された差分信号から前記移動体の速度を算出するよう構成される。表示部26は、算出部と、算出した結果を表示するよう構成される。   The moving body speed measurement system according to the present invention includes a moving body 2, an ultrasonic signal output unit 4, an ultrasonic signal receiving unit 20, a detecting unit 22, a calculating unit 24, and a display unit 26. The body 2 is equipped with an ultrasonic signal output unit 4, and the ultrasonic signal output unit 4 is configured to generate and output an ultrasonic signal of 38 KHz. The ultrasonic signal receiving unit 20 is configured to receive the output ultrasonic signal. The detection unit 22 detects a difference between the frequency of the ultrasonic signal received by the ultrasonic signal reception unit 20 and the specific frequency. The calculation unit 24 is configured to calculate the speed of the moving body from the detected difference signal. The display unit 26 is configured to display a calculation unit and the calculated result.

超音波信号出力部4は、特定周波数、ここでは38kHzの信号を発信する送信用発信回路28と信号増幅用電圧を昇圧させる昇圧回路30と発振信号と昇圧された電圧で超音波センサを駆動させる超音波センサ駆動回路32と超音波振動子34を含む。また6Vの電源33が送信用発信回路28と昇圧回路30とに接続される。   The ultrasonic signal output unit 4 drives the ultrasonic sensor with the transmission circuit 28 for transmitting a signal of a specific frequency, here 38 kHz, the booster circuit 30 for boosting the signal amplification voltage, and the oscillation signal and the boosted voltage. An ultrasonic sensor drive circuit 32 and an ultrasonic transducer 34 are included. A 6 V power supply 33 is connected to the transmission oscillator circuit 28 and the booster circuit 30.

送信用発信回路28は、水晶発振子を備える回路が望ましい。昇圧回路30は、昇圧コイルからなる昇圧回路と、スイッチングレギュレータからなる回路、DC−DCコンバータからなる回路のいずれであっても良い。   The transmission circuit 28 for transmission is preferably a circuit including a crystal oscillator. The booster circuit 30 may be any one of a booster circuit composed of a booster coil, a circuit composed of a switching regulator, and a circuit composed of a DC-DC converter.

超音波センサ駆動回路32は、例えば2つの論理回路のインバータ素子を並列に接続して超音波発振子34の電極ごとに接続されて駆動するが、超音波発振子34の一方の電極はキャパシタ36を介して超音波センサ駆動回路32と接続される。キャパシタ36を介することで、直流成分がカットされ、駆動電圧の2倍の電圧が超音波発振子34に印加される。   For example, the ultrasonic sensor drive circuit 32 is connected to and driven by each electrode of the ultrasonic oscillator 34 by connecting inverter elements of two logic circuits in parallel, and one electrode of the ultrasonic oscillator 34 is a capacitor 36. And is connected to the ultrasonic sensor drive circuit 32. The direct current component is cut by passing through the capacitor 36, and a voltage twice the driving voltage is applied to the ultrasonic oscillator 34.

超音波発振子34は、BaTiO3、PZT(ピエゾ素子)、PbTiO3等から構成される送信用の超音波発振子であって、防滴形と開放型のいずれであっても良く、超音波センサ駆動回路32に駆動されて38kHzの超音波を送信する。ここで、超音波発振子34は指向性を有するが移動体の進行方向を向くように配置される。The ultrasonic oscillator 34 is an ultrasonic oscillator for transmission composed of BaTiO 3 , PZT (piezo element), PbTiO 3, etc., and may be either a drip-proof type or an open type. It is driven by the sensor drive circuit 32 and transmits a 38 kHz ultrasonic wave. Here, the ultrasonic oscillator 34 has directivity but is arranged so as to face the traveling direction of the moving body.

受信部6は、図1Eに示すように超音波信号受信部20と、検出部22と、算出部24と、表示部26とから構成される。   As shown in FIG. 1E, the receiving unit 6 includes an ultrasonic signal receiving unit 20, a detecting unit 22, a calculating unit 24, and a display unit 26.

超音波信号受信部20は、超音波振動子等からなる受波器38を含む超音波センサ入力部40と、受波器38からの信号を増幅する増幅部42とから構成される。   The ultrasonic signal receiving unit 20 includes an ultrasonic sensor input unit 40 including a wave receiver 38 made of an ultrasonic vibrator and the like, and an amplifying unit 42 that amplifies a signal from the wave receiver 38.

超音波振動子等からなる受波器38は、BaTiO3、PZT(ピエゾ素子)、PbTiO3等から構成される受信用の超音波発振子であって、防滴形と開放型のいずれであっても良く超音波信号を受信して音波に変換するように構成される。The wave receiver 38 formed of an ultrasonic vibrator or the like is a receiving ultrasonic oscillator composed of BaTiO 3 , PZT (piezo element), PbTiO 3 or the like, and is either a drip-proof type or an open type. The ultrasonic signal may be received and converted into a sound wave.

増幅部42は、受波器38からの信号を増幅して受信信号として出力する機能を備えるものであり、例えばオペアンプを含む増幅回路から構成される。   The amplifying unit 42 has a function of amplifying a signal from the wave receiver 38 and outputting the amplified signal as a received signal, and includes an amplifier circuit including an operational amplifier, for example.

検出部22は、特定周波数すなわち、38kHzの信号を基礎発振として発振させる受信用発振回路部44と38kHzの信号と前記増幅部42で増幅された信号とを混合する周波数差分抽出回路部46と、周波数差分信号を選択的に透過させるローパスフィルタ部48とを備える。   The detection unit 22 includes a reception oscillation circuit unit 44 that oscillates a specific frequency, that is, a 38 kHz signal as a fundamental oscillation, a frequency difference extraction circuit unit 46 that mixes the 38 kHz signal and the signal amplified by the amplification unit 42, And a low-pass filter unit that selectively transmits the frequency difference signal.

受信用発振回路部44は、水晶発振子を備える回路が望ましい。昇圧回路30は、トランスの巻き数に比例して昇圧させる昇圧回路と、スイッチングレギュレータからなる回路、DC−DCコンバータからなる回路のいずれであっても良いが、特に発振回路の周波数が本発明の精度に関わるため安定して同一の周波数で発振する回路であることが望ましく、特に水晶発振子を使用することが好ましい。   The reception oscillation circuit unit 44 is preferably a circuit including a crystal oscillator. The booster circuit 30 may be any one of a booster circuit that boosts the voltage in proportion to the number of turns of the transformer, a circuit that includes a switching regulator, and a circuit that includes a DC-DC converter. A circuit that stably oscillates at the same frequency is desirable because of accuracy, and it is particularly preferable to use a crystal oscillator.

周波数差分抽出回路部46は、自動車2に搭載された超音波信号出力部4から出力される超音波信号と受信用発振回路部44の発生させる基本信号を合成させて波の和と差の法則により発生する差分信号を生成するための回路である。これは、自動車2に搭載された超音波信号出力部4から出力される超音波信号が、自動車2の移動によりドップラー効果が生じて周波数が偏移するために本来同一である基本周波数との差が生じるよう構成される。   The frequency difference extraction circuit unit 46 synthesizes the ultrasonic signal output from the ultrasonic signal output unit 4 mounted on the automobile 2 and the basic signal generated by the reception oscillation circuit unit 44 to calculate the law of sum and difference of waves. This is a circuit for generating a differential signal generated by. This is because the ultrasonic signal output from the ultrasonic signal output unit 4 mounted on the automobile 2 is different from the fundamental frequency that is originally the same because the Doppler effect is caused by the movement of the automobile 2 and the frequency shifts. Is configured to occur.

ローパスフィルタ部48は、周波数差分抽出回路部46で発生した和と差の成分を含む差分信号のうち速度を求めるために必要な差の成分を抽出するために高周波成分である和の信号を減衰させるよう構成される。オペアンプと受動回路からなる回路、スイッチドキャパシタフィルタ、またはDSPを含めたデジタルフィルタから構成される。   The low-pass filter unit 48 attenuates the sum signal, which is a high-frequency component, in order to extract the difference component necessary for obtaining the speed from the difference signal including the sum and difference components generated by the frequency difference extraction circuit unit 46. Configured to let The circuit is composed of an operational amplifier and a passive circuit, a switched capacitor filter, or a digital filter including a DSP.

算出部24は、ローパスフィルタ部48を通過した信号をサンプリングするサンプリング部50とさらに特定の周波数帯域のみを通過させるバンドパスフィルタ部52と、音速と特定周波数とバンドパスフィルタ部52を通過した信号の周波数とから移動体の移動速度を算出する演算部54とを備えるが、これらは何れも図示はされていない。このローパスフィルタ部48のカットオフ周波数は(41kHz)である。   The calculation unit 24 includes a sampling unit 50 that samples a signal that has passed through the low-pass filter unit 48, a band-pass filter unit 52 that passes only a specific frequency band, and a signal that has passed through the sound speed, the specific frequency, and the band-pass filter unit 52. And a calculation unit 54 for calculating the moving speed of the moving body from the above frequency, none of which is shown. The cut-off frequency of the low-pass filter unit 48 is (41 kHz).

サンプリング部50は、AD変換回路であり、サンプリングレート2MHzでローパスフィルタ部48を通過したアナログ信号をデジタル化して逐次、サンプリング時間毎の周波数値をメモリ56に蓄積するよう構成される。   The sampling unit 50 is an AD conversion circuit, and is configured to digitize an analog signal that has passed through the low-pass filter unit 48 at a sampling rate of 2 MHz and sequentially store frequency values for each sampling time in the memory 56.

バンドパスフィルタ部52は、メモリ56に蓄積された信号をソフトウェアによるフィルタ処理によって、折り返し雑音を含む不要な帯域のノイズを削減するよう構成される。回路構成はFIRフィルタまたはIIRフィルタから構成される。このバンドパスフィルタ部52の通過周波数は、(34kHz〜41kHz)である。   The bandpass filter unit 52 is configured to reduce noise in unnecessary bands including aliasing noise by filtering the signal stored in the memory 56 with software. The circuit configuration includes an FIR filter or an IIR filter. The pass frequency of the band pass filter unit 52 is (34 kHz to 41 kHz).

演算部54は、音速voと、受信用発振回路部44による基本周波数foと、受信部6の受信したΔfより移動体の速度vを算出するよう構成される。すなわち、あらかじめ音速voと基本周波数foをデータとして蓄積するメモリ56と、演算部54が蓄積されたメモリ56から音速voと基本周波数foとサンプリング時間毎の周波数値のデータを読出して予め定められた式に入力して演算する演算素素子とから構成され、記憶された各データを用いて算出される構成となる。算出された移動体の速度データは再びメモリ56の別のアドレスに格納されるよう構成される。なお、速度データはサンプリング毎に確定するように構成することもできるが、一定時間の平均値を確定することや、連続して特定回数以上一定範囲内の速度が算出された場合にのみ数値を採用する構成とすることが望ましい。また、速度の測定範囲を予め決めておき、その範囲外の値が算出された場合は、エラー表示となるよう構成されてもよい。さらに、受波器38が超音波を受信しない場合にエラー表示となるよう構成しても良い。   The calculation unit 54 is configured to calculate the velocity v of the moving body from the sound speed vo, the fundamental frequency fo by the reception oscillation circuit unit 44, and Δf received by the reception unit 6. That is, the memory 56 stores the sound speed vo and the fundamental frequency fo as data in advance, and the data of the sound speed vo, the fundamental frequency fo, and the frequency value for each sampling time are read from the memory 56 where the calculation unit 54 is stored. It is comprised from the arithmetic element which inputs into a formula and calculates, It becomes a structure calculated using each memorize | stored data. The calculated speed data of the moving body is again stored in another address of the memory 56. The speed data can be configured to be determined at each sampling, but only when the average value for a certain time is confirmed or the speed within a certain range is calculated more than a specific number of times, It is desirable to adopt a configuration to be adopted. Further, a speed measurement range may be determined in advance, and an error display may be displayed when a value outside the range is calculated. Further, an error display may be provided when the receiver 38 does not receive ultrasonic waves.

さらに算出部24は、液晶ドライバ58と接続され、さらに液晶ドライバ58は液晶ディスプレイ60とに接続される。   Further, the calculation unit 24 is connected to the liquid crystal driver 58, and the liquid crystal driver 58 is further connected to the liquid crystal display 60.

液晶ドライバ58は、液晶ディスプレイ60を駆動するLSIであり、TFT型液晶の場合はゲートドライバとソースドライバとから構成される。   The liquid crystal driver 58 is an LSI that drives the liquid crystal display 60. In the case of TFT type liquid crystal, the liquid crystal driver 58 includes a gate driver and a source driver.

液晶ディスプレイ60は、算出部24よりメモリ56に格納されている速度データを受け取り表示する装置であって、液晶ドライバ58によって駆動されるよう構成される。   The liquid crystal display 60 is a device that receives and displays the speed data stored in the memory 56 from the calculation unit 24, and is configured to be driven by the liquid crystal driver 58.

算出部24は、速度計測スイッチ12と、速度単位切替スイッチ18と、電源回路62と、電池64と、電源スイッチ66と、電圧低下検出回路68と、リセット回路70と、8MHzクリスタル72とさらに接続される。   The calculation unit 24 is further connected to the speed measurement switch 12, the speed unit changeover switch 18, the power supply circuit 62, the battery 64, the power supply switch 66, the voltage drop detection circuit 68, the reset circuit 70, and the 8 MHz crystal 72. Is done.

速度計測スイッチ12は、受信部6は前記超音波を受信し速度を算出する本体8と、本体8から傾斜して突設される把持部10の接続部分近傍に受信を開始するトリガーであり、このスイッチ12は、サンプリング部50と電源のとの間に設けられサンプリング部50の起動と停止を制御するよう構成される。   The speed measurement switch 12 is a trigger that starts reception in the vicinity of the connection portion between the main body 8 that receives the ultrasonic waves and calculates the speed, and the gripping portion 10 that is inclined and protrudes from the main body 8. The switch 12 is provided between the sampling unit 50 and the power source, and is configured to control activation and stop of the sampling unit 50.

速度単位切替スイッチ18は、0.1km/hで表示と0.1mile/h表示を切換えるスイッチである。すなわち、通常はkm/h換算で表示し、このスイッチを切換えた場合は、数値に0.621371を掛けた値を表示するよう構成される。   The speed unit selector switch 18 is a switch for switching between display and 0.1 milli / h display at 0.1 km / h. In other words, it is normally displayed in terms of km / h, and when this switch is switched, a value obtained by multiplying a numerical value by 0.621371 is displayed.

電源回路62は、算出部24と2種類の導線で接続される。第一の導線74はオートパワーオフ制御信号線であり、算出部24から、信号入力と操作入力のいずれかがなされて一定時間経過した場合に電源をOFFとする信号を送出するための信号線である。   The power supply circuit 62 is connected to the calculation unit 24 by two kinds of conductive wires. The first conducting wire 74 is an auto power-off control signal line, and is a signal line for sending a signal for turning off the power when either a signal input or an operation input is made and a predetermined time elapses from the calculation unit 24. It is.

第二の導線76は、電源駆動線である。一方、電源回路62はさらに電池64と電源ON/OFFスイッチ66と電圧低下検出回路68とそれぞれ接続される。   The second conducting wire 76 is a power supply driving line. On the other hand, the power supply circuit 62 is further connected to a battery 64, a power ON / OFF switch 66, and a voltage drop detection circuit 68, respectively.

電池64は、算出部24を含む回路の動作用電源でありその電圧は6Vが好ましい。また、電源ON/OFFスイッチ66は、受信部6の電源スイッチである。算出部24でオートパワーOFF回路の電源作動時間のタイマー機能のトリガーの一つがこの電源ON/OFFスイッチ66である。このスイッチ66は、電源回路62と電池64との間に設けられる。オートパワーオフは、無操作、無信号状態が連続15分間継続した場合に電源が遮断されるよう設定されることが望ましい。   The battery 64 is a power source for operating the circuit including the calculation unit 24, and the voltage is preferably 6V. The power ON / OFF switch 66 is a power switch of the receiving unit 6. One of the triggers of the timer function of the power operation time of the auto power OFF circuit in the calculation unit 24 is the power ON / OFF switch 66. The switch 66 is provided between the power supply circuit 62 and the battery 64. The auto power off is preferably set so that the power is shut off when no operation and no signal state continues for 15 minutes.

電圧低下検出回路68は、算出部24とも接続されており、電池64の電圧を定期的に測定し、電池64の出力電圧が特定の電圧以下となった場合は、その旨を算出部24に電圧値とともに記録する。一方、さらに低い電圧まで低下した場合は、オートパワーOFF信号が生成されて電源回路62と電源が遮断されるよう構成される。   The voltage drop detection circuit 68 is also connected to the calculation unit 24. The voltage drop detection circuit 68 periodically measures the voltage of the battery 64. If the output voltage of the battery 64 becomes a specific voltage or less, the calculation unit 24 notifies the fact. Record with voltage value. On the other hand, when the voltage drops to a lower voltage, an auto power OFF signal is generated and the power supply circuit 62 and the power supply are shut off.

リセット回路70は、算出部24にリセット信号を送るスイッチである。算出部24は、リセット信号を受けると総ての設定を初期状態に変更するよう構成される。   The reset circuit 70 is a switch that sends a reset signal to the calculation unit 24. The calculation unit 24 is configured to change all the settings to the initial state when receiving the reset signal.

8MHzクリスタル72は、算出部24を動作させるための水晶発振子である。   The 8 MHz crystal 72 is a crystal oscillator for operating the calculation unit 24.

以上の構成において、本発明に係る移動体速度測定方法について、図5を用いて説明する。   With the above configuration, the moving body speed measuring method according to the present invention will be described with reference to FIG.

まず、自動車玩具2に搭載される送信機4に設けられた図示されないスイッチの電源がON状態にされる。送信機4において、電池6Vを昇圧回路30で昇圧させる。昇圧した電圧で超音波センサ駆動回路32が38kHz発信回路28で発振した信号を増幅して、増幅された信号で超音波振動子34を駆動させて超音波として出力させる(A2)。   First, a power source of a switch (not shown) provided in the transmitter 4 mounted on the car toy 2 is turned on. In the transmitter 4, the battery 6 </ b> V is boosted by the booster circuit 30. The ultrasonic sensor drive circuit 32 amplifies the signal oscillated by the 38 kHz transmission circuit 28 with the boosted voltage, and drives the ultrasonic transducer 34 with the amplified signal to output it as an ultrasonic wave (A2).

次に、受信部6に設けられたトリガー12がON状態にされることで受信部6が動作を開始する(A4)。   Next, when the trigger 12 provided in the receiving unit 6 is turned on, the receiving unit 6 starts operating (A4).

走行する自動車玩具2に受信部6の受波器38が向くように配置し、自動車玩具2に搭載した超音波信号出力部4の発振する超音波を受波器38が受信して、電気信号に変換する(A6)。   It arrange | positions so that the receiver 38 of the receiving part 6 may face the touring car toy 2, and the receiver 38 receives the ultrasonic wave which the ultrasonic signal output part 4 mounted in the toy car 2 receives, and an electric signal (A6).

受波器38が受信した信号を増幅部42が増幅する(A8)。増幅部42から出力される周波数Fiの受信信号と、受信用発振回路部44の生成する上記周波数Fo(38kHz)の発振信号とを周波数差分抽出回路部46とが混合する(A10)。周波数(Fi+Fo)と周波数(Fi−Fo)の信号がそれぞれ発生する。   The amplifier 42 amplifies the signal received by the receiver 38 (A8). The frequency difference extraction circuit unit 46 mixes the reception signal having the frequency Fi output from the amplification unit 42 and the oscillation signal having the frequency Fo (38 kHz) generated by the reception oscillation circuit unit 44 (A10). Signals of frequency (Fi + Fo) and frequency (Fi−Fo) are generated.

混合した信号である、周波数(Fi+Fo)と周波数(Fd=Fi−Fo)の信号がローパスフィルタ部48を通過する(A12)。ローパスフィルタ部48によって、通過周波数は、略周波数(Fd=Fi−Fo)の信号となる。   The mixed signal, which has a frequency (Fi + Fo) and a frequency (Fd = Fi−Fo), passes through the low-pass filter unit 48 (A12). By the low-pass filter unit 48, the passing frequency becomes a signal having a substantially frequency (Fd = Fi-Fo).

続いて、算出部24内のサンプリング部50であるADコンバータが2MHzのクロックでローパスフィルタ部48を通過した信号を(10bit)でデジタル化して2進値に変換する(A14)。   Subsequently, the AD converter that is the sampling unit 50 in the calculation unit 24 digitizes the signal that has passed through the low-pass filter unit 48 with a 2 MHz clock (10 bits) and converts it into a binary value (A14).

さらに2進値化した信号をFIRによるバンドパスフィルタ部52でさらに、ノイズ等を削減する(A16)。   Further, the binary signal is further reduced by the bandpass filter unit 52 using FIR (A16).

バンドパスフィルタ部52を通過した信号よりFd=Fi−Fo信号の周波数を計測する(A18)。ここで、連続的同等のFd値を特定の回数測定できるか否かを検出する。連続して検出できない場合は、測定不能とする。   The frequency of the Fd = Fi-Fo signal is measured from the signal that has passed through the bandpass filter unit 52 (A18). Here, it is detected whether or not continuously equivalent Fd values can be measured a specific number of times. If it cannot be detected continuously, measurement is impossible.

計測されたFdと音速Vpから移動体の速度Vを、   From the measured Fd and sound velocity Vp, the velocity V of the moving object is

Figure 2006043302
より算出する(A20)。
Figure 2006043302
(A20).

算出された速度は、液晶ドライバ58を経由して液晶ディスプレイ60に表示される(A22)。測定不能である場合は、エラーと液晶ディスプレイ60に表示する。   The calculated speed is displayed on the liquid crystal display 60 via the liquid crystal driver 58 (A22). If measurement is impossible, an error message is displayed on the liquid crystal display 60.

(第2の実施の形態)
本発明の第2の実施の形態に係る移動体速度測定システムの概念図を図2A、2Bに示す。図2Aと図2Bとを用いて図2Aに超音波信号出力部4のブロックダイヤグラムを示し、図2Bに受信部6のブロックダイヤグラムを示す。
(Second Embodiment)
2A and 2B show conceptual diagrams of a moving body speed measurement system according to the second embodiment of the present invention. 2A and 2B, FIG. 2A shows a block diagram of the ultrasonic signal output unit 4, and FIG. 2B shows a block diagram of the reception unit 6.

本発明の第1の実施の形態と異なる点についてのみ示す。本発明の第2の実施の形態に係る移動体速度測定システムは、超音波信号出力部4において、電池33と超音波センサ駆動回路32との間に複数の発振回路28、27を設ける。これらの複数の発振回路28、27と電池33および超音波センサ駆動回路32との間には連動する切替スイッチ29、31が設けられる。   Only differences from the first embodiment of the present invention will be described. In the moving body velocity measurement system according to the second embodiment of the present invention, a plurality of oscillation circuits 28 and 27 are provided between the battery 33 and the ultrasonic sensor drive circuit 32 in the ultrasonic signal output unit 4. Interchangeable switches 29 and 31 are provided between the plurality of oscillation circuits 28 and 27 and the battery 33 and the ultrasonic sensor drive circuit 32.

同様に受信部6においても周波数差分抽出回路部46にも複数の発振回路44、45が設けられ、その間に切替スイッチ49が設けられる。   Similarly, in the receiving unit 6, a plurality of oscillation circuits 44 and 45 are also provided in the frequency difference extraction circuit unit 46, and a changeover switch 49 is provided therebetween.

このスイッチ49は、切替スイッチ29、31の切替に沿って変更する。この切替スイッチ29、31、49は、手動スイッチ、リレースイッチ、電子スイッチまたは、単に水晶発振子の差し替えその他の切替スイッチの何れの場合をも含むものとする。   The switch 49 is changed along with the changeover of the changeover switches 29 and 31. The change-over switches 29, 31, and 49 include any case of a manual switch, a relay switch, an electronic switch, or simply a changeover of a crystal oscillator or other change-over switches.

また、発振回路の周波数は、互いに一定周波数以上の差がある周波数を選択する必要がある。すなわち、ドップラー効果による周波数偏移の複数倍以上に異なっていなければ、測定に影響を与えるからである。   In addition, it is necessary to select a frequency having a difference of a certain frequency or more as the frequency of the oscillation circuit. That is, if the frequency shift is not more than a multiple of the frequency shift due to the Doppler effect, the measurement is affected.

このように発振周波数を複数選択可能とすることで、同時に複数の移動体速度測定システムを使用する場合に同時に隣接する自動車を同時に測定することもできる。   In this way, by making it possible to select a plurality of oscillation frequencies, it is possible to simultaneously measure adjacent automobiles simultaneously when using a plurality of moving body velocity measurement systems.

(第3の実施の形態)
本発明の第3の実施の形態に係る移動体速度測定システムの概念図を図3A、3Bに示す。図3Aと図3Bとを用いて図3Aに超音波信号出力部4のブロックダイヤグラムを示し、図3Bに受信部6のブロックダイヤグラムを示す。
(Third embodiment)
3A and 3B are conceptual diagrams of a moving body speed measurement system according to the third embodiment of the present invention. 3A and 3B, FIG. 3A shows a block diagram of the ultrasonic signal output unit 4, and FIG. 3B shows a block diagram of the reception unit 6.

本発明の第1の実施の形態と異なる点についてのみ示す。本発明の第3の実施の形態に係る移動体速度測定システムは、移動体速度測定システムと自動車玩具2とが一体となった構造からなるシステムである。   Only differences from the first embodiment of the present invention will be described. The moving body speed measurement system according to the third embodiment of the present invention is a system having a structure in which the moving body speed measurement system and the automobile toy 2 are integrated.

図3Aに示すように移動体速度測定システムの超音波センサ駆動回路32は、無線操縦玩具すなわちラジコンを制御する制御部78と接続される。この制御部78は、ラジコンの制御信号を受信する受信部80と接続される。受信部80はこの制御信号で変調された電磁波を受信するアンテナ82と接続される。一方、制御部78は、さらに、ラジコンである自動車の車輪を回転させる駆動部84と接続される。   As shown in FIG. 3A, the ultrasonic sensor drive circuit 32 of the moving body speed measurement system is connected to a control unit 78 that controls a radio-controlled toy, that is, a radio control. The controller 78 is connected to a receiver 80 that receives a radio control signal. The receiving unit 80 is connected to an antenna 82 that receives an electromagnetic wave modulated by this control signal. On the other hand, the control part 78 is further connected with the drive part 84 which rotates the wheel of the motor vehicle which is a radio control.

受信部80は、送信機からの信号を増幅する高周波増幅部と、中間周波数に変換して増幅する中間周波数増幅部と、さらに中間周波数増幅部から中間信号を制御信号に分離する制御信号部とから構成される。   The receiving unit 80 includes a high frequency amplifying unit that amplifies a signal from the transmitter, an intermediate frequency amplifying unit that converts and amplifies the signal to an intermediate frequency, and a control signal unit that separates the intermediate signal into a control signal from the intermediate frequency amplifying unit. Consists of

制御部78は、受信部80の制御信号を受けて、さらに駆動信号と操舵信号とに分離して、駆動部84に伝達する。   The control unit 78 receives the control signal from the receiving unit 80, further separates it into a drive signal and a steering signal, and transmits them to the drive unit 84.

駆動部84は、駆動信号によって電動自動車の場合はモータをコントロールし、操舵信号でラジコンカーのハンドリングを制御する。ここで、制御部に更に機能を付加することで、超音波センサ駆動回路32に駆動停止の信号を伝達することができる。   The drive unit 84 controls the motor in the case of an electric vehicle by a drive signal, and controls the handling of the radio controlled car by a steering signal. Here, a drive stop signal can be transmitted to the ultrasonic sensor drive circuit 32 by further adding a function to the control unit.

さらに、第2の実施例のように発振回路を選択可能な構成である場合は、送信機で周波数選択信号を送信し、制御部78が受信した選択信号を超音波センサドライブ回路32経由で選択スイッチを動作させるように構成させる。   Further, when the oscillation circuit can be selected as in the second embodiment, a frequency selection signal is transmitted by the transmitter, and the selection signal received by the control unit 78 is selected via the ultrasonic sensor drive circuit 32. Configure the switch to operate.

一方、図3Bに示す受信部6の算出部24と自動車玩具2を制御する制御部86と接続される。制御部86は、送信部87を介してアンテナ88と接続され、さらに制御用のスティック90と、演算部より受信した情報を記憶するメモリ92それぞれと接続される。   On the other hand, the calculation unit 24 of the reception unit 6 illustrated in FIG. 3B and the control unit 86 that controls the car toy 2 are connected. The controller 86 is connected to the antenna 88 via the transmitter 87, and is further connected to a control stick 90 and a memory 92 that stores information received from the calculator.

制御部86は、スティック90から入力された操作情報である、スティック90に設けられた抵抗値の変化情報を図示しないADコンバータがデジタル信号に変換し、さらにデジタル信号であって無線操縦玩具制御用の信号であるチャンネルデータに変換して送信部87に伝達する機能と、算出部24から速度信号を受けて、予め定めた速度より低い場合は、加速信号を発生し、予め定めた速度より高い場合は、減速信号を発生し、それぞれの信号をチャネルデータに変換の上で送信部87に伝達する構成となる。   The controller 86 converts the resistance change information provided on the stick 90, which is operation information input from the stick 90, into a digital signal by an AD converter (not shown). If the speed signal is received from the calculation unit 24 and is lower than a predetermined speed, an acceleration signal is generated and is higher than the predetermined speed. In this case, a deceleration signal is generated, and each signal is converted into channel data and transmitted to the transmitter 87.

送信部87は、制御部86で生成されたチャンネルデータで変調された高周波信号をアンテナ88より送信するよう構成される。   The transmitter 87 is configured to transmit a high-frequency signal modulated by the channel data generated by the controller 86 from the antenna 88.

スティック90は、連動してその出力電圧値が変化するように幾つかのチャンネルに対応して設けられたボリュームと接合されており、スティックの動作角に応じた情報を入力する手段であり、ラジコン等の送信機で一般的に使用される装置である。   The stick 90 is joined to a volume provided corresponding to several channels so that its output voltage value changes in conjunction with it, and is a means for inputting information corresponding to the operating angle of the stick. It is a device generally used in transmitters such as.

このように構成することで、超音波センサ駆動回路32が受信した速度情報を自動車玩具にフィードバックすることが可能となる。   With this configuration, the speed information received by the ultrasonic sensor drive circuit 32 can be fed back to the car toy.

なお、速度情報を一定速度との比較とすることもできるが、予め時間毎の速度を定めておき、その速度計画を予めメモリ等に記憶させてその計画にそって速度が遵守されるようにプログラム化しても良い。   Although the speed information can be compared with a constant speed, a speed for each time is determined in advance, and the speed plan is stored in advance in a memory or the like so that the speed is observed according to the plan. It may be programmed.

(第4の実施の形態)
本発明に係る第4の実施の形態に係る移動体速度測定システムの概念図を図4に示す。図4は、本発明に係る移動体速度測定システムにおける移動体の側面図を示す。ここで、超音波信号出力部4を複数搭載する。図4では超音波信号出力部4は、前方用超音波信号出力部4aと後方用超音波信号出力部4bが相対して接合されて設けられる。
(Fourth embodiment)
FIG. 4 shows a conceptual diagram of a moving body speed measurement system according to the fourth embodiment of the present invention. FIG. 4 shows a side view of a moving body in the moving body speed measurement system according to the present invention. Here, a plurality of ultrasonic signal output units 4 are mounted. In FIG. 4, the ultrasonic signal output unit 4 is provided such that a front ultrasonic signal output unit 4 a and a rear ultrasonic signal output unit 4 b are bonded to each other.

例えば自動車の前方向と全方向とに指向性を備えることで、前方からの測定と後方からの測定がより容易となる。   For example, by providing directivity in the front direction and all directions of an automobile, measurement from the front and measurement from the rear become easier.

産業上の利用の可能性Industrial applicability

本発明によれば、低速で移動するもの、例えば、玩具、人物、ペット等の速度の測定が容易に可能となり、玩具として使用が可能である。さらに、簡易な実験や歩行時の速度測定等、教材や健康器具としての活用もできる。   According to the present invention, it is possible to easily measure the speed of an object that moves at a low speed, for example, a toy, a person, a pet, etc., and can be used as a toy. Furthermore, it can also be used as teaching materials and health equipment, such as simple experiments and speed measurements during walking.

幾つかの好適な実施の形態及び実施例に関連付けして本発明を説明したが、これら実施の形態及び実施例は単に実例を挙げて発明を説明するためのものであって、限定することを意味するものではないことが理解できる。本明細書を読んだ後であれば、当業者にとって等価な構成要素や技術による数多くの変更および置換が容易であることが明白であるが、このような変更および置換は、添付の請求項の真の範囲及び精神に該当するものであることは明白である。   Although the present invention has been described in connection with several preferred embodiments and examples, these embodiments and examples are merely illustrative of the invention and are intended to be limiting. It can be understood that it does not mean. After reading this specification, it will be apparent to a person skilled in the art that numerous modifications and substitutions may be readily made by equivalent components and techniques. It is clear that it falls within the true scope and spirit.

本発明に係る第一の実施例の移動体速度測定システムにおける移動体の側面図である。It is a side view of the moving body in the moving body speed measuring system of the 1st example concerning the present invention. 本発明に係る第一の実施例の移動体速度測定システムにおける受信部の側面図である。It is a side view of the receiving part in the moving body speed measurement system of the 1st example concerning the present invention. 本発明に係る第一の実施例の移動体速度測定システムにおける操作板の正面図である。It is a front view of the operation board in the moving body speed measurement system of the 1st example concerning the present invention. 本発明に係る第一の実施例の移動体速度測定システムにおける超音波信号出力部4のブロックダイヤグラムである。It is a block diagram of the ultrasonic signal output part 4 in the moving body velocity measurement system of the 1st Example which concerns on this invention. 本発明に係る第一の実施例の移動体速度測定システムにおける受信部6のブロックダイヤグラムである。It is a block diagram of the receiving part 6 in the moving body speed measurement system of the 1st Example which concerns on this invention. 本発明に係る第二の実施例の移動体速度測定システムにおける超音波信号出力部4のブロックダイヤグラムである。It is a block diagram of the ultrasonic signal output part 4 in the moving body velocity measurement system of the 2nd Example which concerns on this invention. 本発明に係る第二の実施例の移動体速度測定システムにおける受信部6のブロックダイヤグラムである。It is a block diagram of the receiving part 6 in the moving body speed measurement system of the 2nd Example which concerns on this invention. 本発明に係る第三の実施例の移動体速度測定システムにおける超音波信号出力部4のブロックダイヤグラムである。It is a block diagram of the ultrasonic signal output part 4 in the moving body speed measurement system of the 3rd Example which concerns on this invention. 本発明に係る第三の実施例の移動体速度測定システムにおける受信部6のブロックダイヤグラムである。It is a block diagram of the receiving part 6 in the moving body speed measurement system of the 3rd Example which concerns on this invention. 本発明に係る第四の実施例の移動体速度測定システムにおける移動体の側面図である。It is a side view of the moving body in the moving body speed measurement system of the 4th example concerning the present invention. 本発明に係る第一の実施例の移動体速度測定システムにおけるフローチャートである。It is a flowchart in the moving body speed measurement system of the 1st Example concerning the present invention.

Claims (16)

特定周波数の超音波信号を生成して出力する超音波信号出力部を搭載した移動体と、出力された超音波信号を受信する超音波信号受信部と、前記超音波信号受信部で受信された前記超音波信号の周波数と前記特定周波数との差分を検出する検出部と、検出された差分信号から前記移動体の速度を算出する算出部と、算出した結果を表示する表示部とを備える移動体速度測定システム。   A mobile body equipped with an ultrasonic signal output unit that generates and outputs an ultrasonic signal of a specific frequency, an ultrasonic signal receiving unit that receives the output ultrasonic signal, and the ultrasonic signal receiving unit A movement comprising: a detection unit that detects a difference between the frequency of the ultrasonic signal and the specific frequency; a calculation unit that calculates the speed of the moving body from the detected difference signal; and a display unit that displays the calculated result. Body speed measurement system. 前記超音波信号出力部は、特定周波数の信号を発信する送信用発信回路と信号増幅用電圧を昇圧させる昇圧回路と発振信号と昇圧された電圧で超音波センサを駆動させる超音波センサ駆動回路と超音波振動子を含む超音波センサ出力部とを備える請求項1記載の移動体速度測定システム。   The ultrasonic signal output unit includes a transmission circuit for transmitting a signal having a specific frequency, a booster circuit for boosting a signal amplification voltage, an ultrasonic sensor driving circuit for driving the ultrasonic sensor with the oscillation signal and the boosted voltage, and The moving body speed measurement system according to claim 1, further comprising an ultrasonic sensor output unit including an ultrasonic transducer. 前記送信用発振回路は、複数個設けられて選択手段によって任意の発振回路が前記超音波センサ駆動回路と接続されるように構成される請求項2記載の移動体速度測定システム。   3. The moving body speed measurement system according to claim 2, wherein a plurality of the transmission oscillation circuits are provided, and an arbitrary oscillation circuit is connected to the ultrasonic sensor drive circuit by a selection unit. 前記超音波信号受信部は、超音波振動子等からなる受波器を含む超音波センサ入力部と、受波器からの信号を増幅する増幅部とを備える請求項1記載の移動体速度測定システム。   The moving body velocity measurement according to claim 1, wherein the ultrasonic signal receiving unit includes an ultrasonic sensor input unit including a receiver including an ultrasonic transducer and an amplifying unit that amplifies a signal from the receiver. system. 前記検出部は、特定周波数の信号を発生する受信用発振回路部と、前記特定周波数の信号と前記増幅部で増幅された信号とを混合する周波数差分抽出回路部と、周波数差分信号を選択的に透過させるローパスフィルタ部とを備える請求項4記載の移動体速度測定システム。   The detection unit selectively receives a frequency difference signal, a receiving oscillation circuit unit that generates a signal of a specific frequency, a frequency difference extraction circuit unit that mixes the signal of the specific frequency and the signal amplified by the amplification unit, and The moving body speed measurement system according to claim 4, further comprising a low-pass filter section that transmits the light through the mobile body. 前記受信用発振回路は、複数個設けられて選択手段によって任意の受信用発振回路が前記周波数差分抽出回路部と接続されるように構成される請求項5記載の移動体速度測定システム。   6. The moving body speed measurement system according to claim 5, wherein a plurality of the reception oscillation circuits are provided, and any reception oscillation circuit is connected to the frequency difference extraction circuit section by a selection unit. 前記算出部は、ローパスフィルタ部を通過した信号をサンプリングするサンプリング部とさらに特定の周波数帯域のみを通過させるバンドパスフィルタ部と、音速と特定周波数とバンドパスフィルタ部を通過した信号の周波数とから移動体の移動速度を算出する演算部とを備える請求項5記載の移動体速度測定システム。   The calculation unit includes a sampling unit that samples a signal that has passed through the low-pass filter unit, a band-pass filter unit that passes only a specific frequency band, a sound speed, a specific frequency, and a frequency of the signal that has passed through the band-pass filter unit. The moving body speed measurement system according to claim 5, further comprising: an arithmetic unit that calculates a moving speed of the moving body. 前記表示部は、前記演算部と接続されて表示駆動信号を生成する表示駆動部と、表示駆動信号を受けて映像を表示する表示板部とを備える請求項5記載の移動体速度測定システム。   6. The moving body speed measurement system according to claim 5, wherein the display unit includes a display drive unit that is connected to the arithmetic unit and generates a display drive signal, and a display plate unit that receives the display drive signal and displays an image. 前記移動体は、無線制御信号を受信して移動体を無線制御する無線操縦受信制御部が前記超音波センサ駆動回路と接続されることを特徴とする請求項2記載の移動体速度測定システム。   The mobile body speed measurement system according to claim 2, wherein a wireless steering reception control unit that receives the wireless control signal and wirelessly controls the mobile body is connected to the ultrasonic sensor driving circuit. 前記無線操縦受信制御部は、無線制御信号を受信する空中線と無線制御信号を復調する受信部を介して接続されるとともに移動体を移動させる駆動部と接続される請求項9記載の移動体速度測定システム。   The moving body speed according to claim 9, wherein the radio control reception control unit is connected to an antenna that receives a radio control signal and a receiving unit that demodulates the radio control signal and to a driving unit that moves the moving body. Measuring system. 前記演算部は、移動体を制御するための無線制御信号を送信する無線操縦送信制御部とさらに接続される請求項9記載の移動体速度測定システム。   The mobile body speed measurement system according to claim 9, wherein the calculation unit is further connected to a radio control transmission control unit that transmits a radio control signal for controlling the mobile body. 前記無線操縦送信制御部は、さらに移動体を任意の状態に操作するための入力部と演算部より受信した情報を記憶する記憶部と制御信号を生成する送信部と接続され、前記送信部は空中線と接続される請求項11記載の移動体速度測定システム。   The radio control transmission control unit is further connected to an input unit for operating the moving body in an arbitrary state, a storage unit that stores information received from the calculation unit, and a transmission unit that generates a control signal, and the transmission unit The moving body speed measurement system according to claim 11 connected to an antenna. 前記超音波センサ出力部は、1以上の特定方向に指向性を有する請求項2記載の移動体速度測定システム。   The moving body speed measurement system according to claim 2, wherein the ultrasonic sensor output unit has directivity in one or more specific directions. 前記超音波センサ出力部は、特定方向への指向性を有しない請求項2記載の移動体速度測定システム。   The moving body speed measurement system according to claim 2, wherein the ultrasonic sensor output unit does not have directivity in a specific direction. 移動体に搭載した超音波信号出力部が特定周波数の超音波信号を生成して出力し、出力された超音波信号を超音波信号受信部が受信すると、検出部が前記超音波信号受信部で受信された前記超音波信号の周波数と前記特定周波数との差分を検出し、算出部が検出された差分信号とから前記移動体の速度を算出し、表示部が算出した結果を表示する移動体速度測定方法。   When the ultrasonic signal output unit mounted on the moving body generates and outputs an ultrasonic signal of a specific frequency, and the ultrasonic signal receiving unit receives the output ultrasonic signal, the detecting unit is the ultrasonic signal receiving unit. A moving body that detects a difference between the frequency of the received ultrasonic signal and the specific frequency, calculates a speed of the moving body from the detected difference signal, and displays a result calculated by the display section Speed measurement method. 請求項1に記載の超音波信号出力部を無線操縦用の移動体に搭載し、請求項1に記載の超音波信号受信部と、検出部と、算出部と、表示部とを無線操縦用の送信機に搭載することを特徴とする無線操縦移動体玩具。   The ultrasonic signal output unit according to claim 1 is mounted on a mobile body for radio control, and the ultrasonic signal reception unit, detection unit, calculation unit, and display unit according to claim 1 are used for radio control. A radio-controlled mobile toy that is mounted on a transmitter of
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